Найти и исследовать его было очень непросто

Каждое сердечное сокращение координирует не только головной мозг, но и загадочная нервная система, встроенная прямо в сердце. Теперь ученые, изучавшие мышей, начали понимать, как эта сложная сеть помогает сердцу продолжать биться даже в условиях сильнейшего стресса. Результаты исследования ставят под сомнение классическое представление о том, что все нервные клетки сердца выполняют одинаковые функции.

Работа опубликована в журнале Cell и, по мнению авторов, может помочь в создании новых методов лечения сердечно-сосудистых заболеваний.

«Мини-мозг» внутри сердца

Подобно «второму мозгу» кишечника, сердце тоже имеет собственную нервную систему — так называемую внутрисердечную нервную систему. Она представляет собой сеть нейронов, расположенных в жировой ткани вокруг сердца.

Эти нейроны постоянно обмениваются сигналами как с головным мозгом, так и друг с другом и являются последним звеном длинной цепи, регулирующей работу сердца. Однако изучать их крайне сложно: они составляют лишь около 0,01% клеток сердечной ткани.

Чтобы разобраться в их функциях, исследователи создали генетически модифицированных мышей, у которых все нейроны сердца были помечены специальными маркерами. Затем ученые проанализировали активные в них гены и обнаружили два разных типа нервных клеток.

С помощью высокоточной визуализации они определили расположение этих клеток и выяснили, какие задачи выполняет каждая группа.

Одни нейроны замедляют сердце, другие спасают его во время стресса

Стимуляция первой группы нейронов, получившей название Npy+, приводила к замедлению сердечного ритма. Когда же эти клетки уничтожали, у животных развивалась сердечная недостаточность, и они погибали.

Это говорит о том, что нейроны Npy+ способны «тормозить» слишком быстрое сердцебиение, но одновременно необходимы для поддержания нормальной работы сердца.

Вторая группа — Ddah1+ — оказалась гораздо загадочнее. Сначала казалось, что ее удаление вообще никак не влияет на состояние животных.

«Им было словно все равно. Они продолжали жить очень долго. Это выглядело крайне странно», — говорит автор исследования.

Загадочная смерть во время измерения давления

Все изменилось случайно. Одна из аспиранток лаборатории измеряла мыши без нейронов Ddah1+ артериальное давление и увидела, как животное внезапно погибло прямо во время процедуры.

Позднее выяснилось, что две трети таких мышей умирали именно во время измерения давления, тогда как с контрольными животными ничего подобного не происходило. Непосредственно перед смертью у них резко замедлялся сердечный ритм, после чего сердце уже не восстанавливалось.

Исследователи предположили, что причиной становится стресс: при измерении давления мышей фиксировали в узкой трубке и надевали манжету на хвост. Проверив эту гипотезу другими способами, ученые получили тот же результат — большинство животных погибало именно в стрессовых ситуациях.

Удаление нейронов Ddah1+ делало сердце значительно более уязвимым к стрессу, тогда как их искусственная стимуляция, наоборот, повышала выживаемость животных.

Это может изменить лечение болезней сердца

По словам специалистов, работа показывает, насколько тесно взаимосвязаны нервные сети мозга и внутренних органов.

Пока неизвестно, насколько эти результаты применимы к человеку. Однако гены-маркеры обнаруженных у мышей нейронов уже были найдены и в нервных клетках человеческого сердца, поэтому исследователи уверены, что между двумя системами существует много общего.

Понимание работы этих нейронов особенно важно, поскольку внутрисердечная нервная система связана с такими заболеваниями, как инфаркт миокарда, сердечная недостаточность и аритмия.

Сегодня некоторые методы лечения уже воздействуют на нее — например, катетерная абляция при нарушениях сердечного ритма, когда врачи разрушают участки ткани, вызывающие аритмию. Но из-за недостаточного понимания биологии этот метод остается довольно грубым.

Авторы считают, что новое исследование поможет сделать подобные процедуры гораздо более точными, а также станет основой для разработки новых нефармакологических методов лечения и лекарств.

Ученые выяснили, что еда в строго определенное временное время полезна для здоровья сердечно-сосудистой системы.